英伟达将开发经典-量子超级计算机，帮罗尔斯·罗伊斯模拟发动机

·英伟达公布基于Grace CPU超级芯片的超级计算机，计划与德国于利希超算中心合作开发混合经典-量子超级计算机，使量子计算更接近现实，还将与罗尔斯·罗伊斯等公司合作，将量子计算用在喷气发动机计算流体动力学领域并取得进展。这三项技术进展都被用于推动科学发现。

当地时间5月21日，英伟达在德国汉堡举行的国际超算大会（ISC，欧洲最大的高性能计算会议）上公布了超级计算机和量子计算方面的三项最新进展。

英伟达公布了一个基于Grace CPU（中央处理器）超级芯片的超级计算机，并表示这将是全世界最环保的3台超级计算机之一。

另外，英伟达计划与德国于利希超算中心（JSC）合作开发混合经典-量子超级计算机，使量子计算更接近现实。该公司还将与罗尔斯·罗伊斯（Rolls Royce）等公司合作，将量子计算用在喷气发动机计算流体动力学领域。

值得注意的是，这三项技术进展都被用于推动科学发现。

Isambard 3推动医学和科学研究

最新公布的超级计算机Isambard 3位于英国布里斯托和巴斯科学园。作为英国GW4科研联盟的一部分，该项目由布里斯托大学、巴斯大学、卡迪夫大学和埃克塞特大学（四校组成GW4科研联盟）牵头。第一台Isambard也有GW4联盟的身影，由其与Cray公司、英国气象局于2018年联合建造，是欧洲第一台基于ARM指令集兼容架构处理器的超级计算机。

超级计算机Isambard 3由布里斯托大学、巴斯大学、卡迪夫大学和埃克塞特大学（四校即组成GW4科研联盟）牵头。

Isambard 3将配备384颗基于Arm架构的英伟达Grace CPU超级芯片，用于推动医学和科学研究。它将能够创建风电场和聚变反应堆等超复杂结构的详细模型，以帮助科研人员在清洁能源和绿色能源方面取得新进展。

同时，Isambard 3将延续Isambard 2的分子机制模拟工作，以更好地了解帕金森病，并为骨质疏松症和新冠感染寻找新的治疗方法。这些计算密集型应用受益于Grace超级芯片中提供的“最高性能的核心、最高的内存带宽和最优的单核内存容量”。

英伟达称，Isambard 3性能和能效预计将达到Isambard 2的六倍，这使其成为欧洲最节能的系统之一。它的FP64峰值运算性能将达到约2.7PetaFLOPS（千万亿次浮点运算），功耗低于270千瓦，跻身世界三大最环保的非加速超级计算机之列。

Isambard项目首席研究员、布里斯托大学高性能计算教授西蒙·麦金托什-史密斯（Simon McIntosh-Smith）表示，“Isambard 3的应用性能效率高达其前代的六倍，媲美全球超级计算机500强中排名前50的超级计算机，将为科学家提供革命性的全新超级计算平台，以推进科研工作取得突破。基于Arm架构的NVIDIA Grace CPU具有突破性的能效，能够突破科学发现的界限，从而解决人类面临的一些最困难挑战。”

该超级计算机将在2024年春季投入使用。

使量子计算更接近现实

目前，全球大量量子计算研究都在英伟达的GPU（图形处理器）上运行，这种方式混合了经典计算与量子计算，因此称为“经典-量子混合计算”。在今年3月举行的英伟达GTC技术创新峰会上，英伟达首次将自己定位成量子计算领域的关键参与者，并称量子计算机和经典计算机混合使用是一种趋势。

英伟达宣布，计划与德国于利希研究中心（FZJ）的于利希超算中心（JSC）联合建立一座新的实验室，该实验室将与慕尼黑的ParTec AG（致力于设计、构建和支持各种特制的模块化超级计算机）一起在英伟达量子计算平台的基础上开发一台经典-量子超级计算机。

英伟达计划与德国于利希研究中心的于利希超算中心联合建立一座新的实验室，该实验室将与慕尼黑的ParTec AG一起在英伟达量子计算平台的基础上开发一台经典-量子超级计算机。

该实验室由欧洲最大的跨学科研究中心之一德国于利希研究中心运营，并作为于利希量子计算用户基础设施（JUNIQ）的一部分，运行高性能、低延迟的量子-经典计算工作负载。于利希量子计算用户基础设施目前正在使用搭载3744颗英伟达A100 Tensor Core GPU的JUWELS（JUWELS是德国最快的超级计算机）加速系统进行量子计算模拟。

于利希超算中心计划采用分阶段的方式测试该系统，使用CUDA（由英伟达推出的通用并行计算架构）量子编程模型对量子处理器进行编程，并将其集成到于利希超大规模模块化超级计算架构中。

想让量子计算机和经典计算机协同工作，一个重要的挑战就是将传统系统和量子系统桥接到混合量子计算机中。将量子计算与最先进的经典计算相结合的GPU加速量子计算系统，可以被称为一座通往未来量子计算的“战略性桥梁”。

于利希超算中心量子信息处理部主管克里斯托尔·米歇尔森（Kristel Michielsen）表示，“混合量子-经典系统正在使量子计算更接近现实，以解决单靠经典计算无法解决的复杂问题。通过与英伟达合作建立这座模块化量子计算实验室，JSC的研究人员可以在化学和材料科学领域取得前所未有的进步，推动各个科学学科和行业实现更加广泛的变革性进展。”

罗尔斯·罗伊斯计划使用新的电路发挥量子在计算流体力学中的优势，同时使用经典和量子计算方法来模拟喷气发动机设计的性能。

除此之外，英伟达、罗尔斯·罗伊斯和量子软件公司Classiq也在会上宣布一项量子计算进展：通过采用英伟达的量子计算平台，两家公司设计并模拟了世界上最大的计算流体力学（CFD）量子计算电路。该电路测量深度为1000万层，有39个量子位。

尽管当今的量子计算机仅能支持只有几层的电路深度，但全球航空业巨头罗尔斯·罗伊斯称其正在使用GPU为量子未来做准备。罗尔斯·罗伊斯计划使用新的电路发挥量子在计算流体力学中的优势，同时使用经典和量子计算方法来模拟喷气发动机设计的性能。

罗尔斯·罗伊斯计算科学研究员利·拉普沃思（Leigh Lapworth）认为：“将经典和量子计算方法直接用于解决喷气发动机的设计难题，将帮助我们加快进程并进行更复杂的计算。”